《Journal of Physiology and Biochemistry》：Unveiling the role of CB2 receptor in beta-hydroxybutyrate mediated modulation of
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大麻素受体2型（CB2R）主要表达于小胶质细胞（脑内驻留免疫细胞），作为神经炎症反应的中枢调节因子。CB2R激活后可触发抗炎信号，使其成为调节神经炎症疾病中小胶质细胞功能的有前景靶点。酮体β-羟基丁酸（BHB）因其调节神经炎症和维护血脑屏障完整性的能力，正成为
大麻素受体2型（CB2R）主要表达于小胶质细胞（脑内驻留免疫细胞），作为神经炎症反应的中枢调节因子。CB2R激活后可触发抗炎信号，使其成为调节神经炎症疾病中小胶质细胞功能的有前景靶点。酮体β-羟基丁酸（BHB）因其调节神经炎症和维护血脑屏障完整性的能力，正成为神经退行性疾病治疗药物中备受关注的物质。BHB发挥抗炎作用的机制之一是通过调节小胶质细胞功能；然而，其确切机制仍不清楚。由于BHB在此背景下的作用尚未探索，研究人员使用了两种神经炎症模型来验证CB2R相关信号是否参与BHB效应的假说。在饮食诱导肥胖（DIO）小鼠模型（以慢性低度神经炎症为特征）中，BHB处理促进了小胶质细胞的分支形态，增强了碎屑清除能力，同时保留突触成分。这些变化伴随着CB2R相关信号标志物的改变以及已知BHB靶点——羟基羧酸受体2（HCA2）的轻微增加。当原代小胶质细胞培养物受到脂多糖（LPS）刺激时，BHB有助于恢复其功能。然而，当CB2R被药理学阻断时，该益处消失。重要的是，BHB增加了精氨酸酶1（Arg1）的表达（抗炎反应的标志），这一变化被CB2R阻断所逆转。此外，BHB降低了NF-κB信号，而CB2R抑制减弱了该效应，表明CB2R相关信号参与了BHB的抗炎作用。综合来看，研究人员的发现表明，BHB的抗炎效应至少部分是通过CB2R信号介导的，这为其在神经炎症中的治疗潜力提供了新见解。
**研究背景与问题**
神经炎症是中枢神经系统（CNS）对创伤、感染或神经退行性疾病等刺激的复杂反应，其主要功能是保护大脑，但慢性或失调的神经炎症会损害神经组织。小胶质细胞作为CNS的主要免疫细胞，在过度激活时从分支状转变为阿米巴状形态，并释放促炎细胞因子如白介素（IL）-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α（TNF-α），导致周围脑组织损伤。持续激活会损害小胶质细胞功能，形成炎症恶性循环，促进神经元丢失。因此，靶向小胶质细胞成为对抗神经退行性疾病的重要策略。目前尚无有效治疗方法，临床工作侧重于促进健康生活方式。生酮饮食因在神经退行性疾病中的病理生理和临床益处而受到关注，其主要酮体β-羟基丁酸（BHB）显示出抗炎潜力，能调节小胶质细胞活性，但确切机制尚不明确。同时，内源性大麻素系统在神经炎症中引起关注，大麻素受体2型（CB2R）主要表达于免疫细胞和小胶质细胞，其激活可减弱促炎信号。然而，BHB是否通过CB2R发挥抗炎作用尚待探索。本研究假设BHB通过激活小胶质细胞中的CB2R在脑内发挥抗炎效应，并利用两种神经炎症模型验证该假说。该论文发表在《Journal of Physiology and Biochemistry》。
**主要技术方法**
研究人员采用雄性C57BL/6J小鼠作为动物模型，来源为马拉加大学动物实验伦理委员会（CEUMA）批准。关键方法包括：（1）饮食诱导肥胖（DIO）模型：60%高脂饮食喂养6周后，在饮用水中补充BHB（163.8 g/L）6周；（2）原代小胶质细胞培养：从新生（P0-P3）小鼠脑组织中分离并培养13天；（3）免疫组化与三维形态学重建：使用Iba-1染色及骨架分析和分形分析评估小胶质细胞分支特征；（4）蛋白质印迹（Western blot）检测CB2R、MAGL、HCA2、Arg1及IL-1β蛋白表达；（5）实时定量PCR（qPCR）检测基因表达；（6）体外实验：LPS（100 ng/mL）刺激原代小胶质细胞，BHB（10 mM）预处理1小时，CB2R拮抗剂AM-630（1 μM）预处理；（7）吞噬实验：荧光乳胶珠内化分析；（8）活性氧（ROS）检测：CellROX? Green试剂；（9）NF-κB核转位分析：免疫荧光及核/胞质强度比值计算。
**研究结果**
**BHB处理改变了肥胖小鼠海马小胶质细胞的形态**
通过Iba-1免疫荧光和三维重建，BHB处理组小鼠海马小胶质细胞的终点像素、分支数、连接点数和连接点像素均显著增加（p<0.05或p<0.01），平均分支长度显著降低（p<0.05），胞体大小有增大趋势（p=0.068）。这些变化表明小胶质细胞向更复杂的分支状形态转变，与神经保护或抗炎表型一致。
**BHB增强小胶质细胞吞噬活性并减少突触吞噬**
CD68（溶酶体标志物）与Iba-1共定位系数在BHB组显著升高（p<0.05），提示吞噬/溶酶体活性增强；而PSD95（突触后致密蛋白）与Iba-1共定位系数显著降低（p<0.01），表明小胶质细胞对突触成分的吞噬减少，显示选择性吞噬模式。
**BHB处理降低DIO小鼠模型中的神经炎症**
BHB组海马中IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA表达均显著低于对照组（p<0.05）。皮层组织中成熟IL-1β蛋白表达显著降低（p<0.0001），IL-6蛋白水平也显著下降（p<0.01），证实BHB的全身性抗炎作用。
**小鼠海马中CB2R、MAGL和HCA2的表达评估**
BHB处理组海马CB2R蛋白表达显著高于对照组（p<0.01），而单酰基甘油脂肪酶（MAGL，内源性大麻素降解酶）表达显著降低（p<0.05）。HCA2蛋白表达虽有升高趋势，但未达统计学显著性。这些变化提示BHB可能影响内源性大麻素系统相关信号。
**CB2受体阻断提示CB2受体相关信号参与BHB诱导的原代小胶质细胞功能改变**
在LPS刺激下，BHB预处理显著提高小胶质细胞吞噬能力（p<0.0001），并显著降低ROS产生（p<0.0001）。加入CB2R拮抗剂AM-630后，吞噬能力（p<0.05）和ROS水平（p<0.05）部分逆转，表明BHB的促吞噬和抗氧化效应部分依赖于CB2R信号。
**BHB调节原代小胶质细胞中促炎和抗炎基因表达，CB2R信号参与其中**
BHB预处理显著降低LPS诱导的TNF-α和NOX2 mRNA表达（p<0.0001和p<0.05），而AM-630部分拮抗该效应。BHB显著上调抗炎标志物精氨酸酶1（Arg1）的mRNA和蛋白水平（p<0.01和p<0.001），并被AM-630逆转（p<0.001和p<0.01）。IL-10在BHB组无显著变化，而TGF-β表达不受BHB或CB2R阻断影响。这些结果提示BHB通过CB2R信号选择性调节抗炎基因表达。
**BHB的抗炎效应通过NF-κB通路介导，且被CB2R阻断所抑制**
NF-κB核转位分析显示，LPS刺激显著增加核/胞质NF-κB荧光强度比值（p<0.0001），BHB预处理显著抑制该效应（p<0.05）。AM-630部分逆转了BHB的抑制作用（p<0.05），表明BHB通过抑制NF-κB活化发挥抗炎作用，且该通路受CB2R信号调控。
**讨论与结论**
研究表明，BHB在DIO相关神经炎症和LPS刺激的原代小胶质细胞中均能调节小胶质细胞炎症反应。BHB促进小胶质细胞向分支状、监视性表型转变，增强选择性吞噬能力，降低炎症因子和氧化应激。这些效应伴随着CB2R表达升高和MAGL表达降低，提示内源性大麻素系统参与。体外实验进一步证实，CB2R拮抗剂AM-630部分逆转了BHB诱导的吞噬增强、ROS降低、Arg1上调及NF-κB抑制，支持CB2R相关信号在BHB抗炎作用中的贡献。然而，BHB与CB2R的直接结合未被验证，且缺乏非DIO对照组及HCA2的机制研究，因此结果应解释为CB2R参与而非直接激活。研究结论如下：本研究显示BHB在DIO相关神经炎症和LPS刺激的原代小胶质细胞中调节小胶质细胞炎症反应。CB2R阻断对BHB诱导的部分效应的部分逆转表明CB2R相关信号可能参与这些反应。然而，由于未评估BHB与CB2R的直接相互作用，且药理对照、基线比较和炎症读数有限，这些发现应解释为CB2R参与的证据而非直接CB2R激活。总体而言，该工作支持进一步研究BHB作为代谢调节剂在神经炎症和代谢条件下调节小胶质细胞功能。
